2023届高考物理一轮复习学案 29 带电粒子在电磁组合场中的运动

高三 物理 学案 班级 姓名 29带电粒子在电磁组合场中的运动 【自主学习】 一、带电粒子在电场中的运动 1、匀变速直线运动：研究方法 2、类平抛运动运动：研究方法 二、带电粒子在磁场中的运动：匀速圆周运动 研究方法： 【针对训练】 1、如图，在平面直角坐标系xOy内，第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y=h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x=2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求 （1）电场强度大小E； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径r； （3）粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t。 2、在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求 （1）M、N两点间的电势差UMN ； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径r； （3）粒子从M点运动到P点的总时间t。 3、如图，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角=60°，A点与原点O的距离为d。接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角也为=60°，求： （1）粒子在磁场中运动速度的大小： （2）匀强电场的场强大小。 4、如图所示，在坐标系xOy平面内，过原点O的虚线MN与y轴成45°角，在MN右侧空间存在着沿y轴负方向的匀强电场，在MN左侧空间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、带电量为-q的负电粒子，从坐标原点O沿y轴负方向以初速度v0射入磁场区域，在磁场运动一段时间后进入电场区域．己知电场强度E=2Bv0，不计带电粒子的重力，求： （1）带电粒子抵达x轴时的位置坐标. （2）带电粒子从O点射入到抵达x轴所用的时间． 5、平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，为： （1）粒子到达O点时速度的大小和方向； （2）电场强度和磁感应强度的大小之比。 6、质谱仪是分离和检测不同同位素的仪器，工作原理如图所示，一电荷量为+q的粒子从容器A下方小孔S1无初速度地飘入电势差为U的加速电场。粒子经过电场加速，垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片上。已知某粒子恰好打到底片上的D点，D点距小孔S3的距离为L，不计粒子重力，求该粒子的质量多大。 7、如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1、S2分别为M、N板上的小孔，S1、S2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点A、B的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场，恰好打在收集板上的B点。若 粒子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计。求： （1）粒子由s2进入磁场时速度的大小v；  （2）M、N间的电压值U0。 8、如图所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。在x轴下方存在匀强电场,方向竖直向上。一个质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子从y轴上的a(0,h)点